DE3306375A1

DE3306375A1 - FLUORESCENT ARCH DISCHARGE LAMP

Info

Publication number: DE3306375A1
Application number: DE19833306375
Authority: DE
Inventors: Peter Dexter Schenectady N.Y. Johnson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-03-01
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1983-09-08
Also published as: GB2115977A; JPS58154161A; GB8300384D0; FR2522441A1

Description

Beschreibungdescription

Leuchtstoff-BogenentladungslampeFluorescent arc discharge lamp

Die Erfindung bezieht sich auf Leuchtstofflampen und insbesondere auf solche Leuchtstofflampen, die ein inneres Bogenentladungsrohr enthalten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Kombination von Leuchtstoff- und Bogenentladungslampe, bei der die Lichtabgabe, insbesondere hinsichtlich der Farbe zwischen dem vom Bogen abgegebenen und dem vom Leuchtstoff erzeugten Licht variiert werden kann.The invention relates to fluorescent lamps and, more particularly, to such fluorescent lamps which have an internal arc tube contain. The present invention also relates to a combination of fluorescent and arc discharge lamps, in which the light output, in particular with regard to the color between that given by the sheet and that by the phosphor generated light can be varied.

Derzeit wird ein großer Teil der erforderlichen Beleuchtung von Glühlampen mit relativ geringem Wirkungsgrad geliefert. Obwohl diese Lampen relativ billig sind und in großen Mengen hergestellt werden, haben die steigenden Kosten für elektrische Energie in den letzten Jahren die wirtschaftliche Situation verändert. Insbesondere wenn man die Betriebkosten von Glühlampen zusammen mit ihrer relativ kurzen Lebensdauer in Betracht zieht, können Glühlampen in gewissen Situationen unwirtschaftlich sein, insbesondere wenn man sie mit Lampen langer Lebensdauer und hohem Wirkungsgrad vergleicht. Mit einer Anzahl unterschiedlicher Lampengeometrien und Strukturen wurde versucht, diesen Bedarf nach langlebigen Lampen mit hohem Wirkungsgrad zu erfüllen.Currently, much of the lighting required is provided by relatively low efficiency incandescent lamps. Although these lamps are relatively cheap and manufactured in large quantities, the increasing cost of electrical Energy in recent years has changed the economic situation. Especially when you consider the running costs of incandescent lamps Along with their relatively short lifespan, incandescent lamps can be uneconomical in certain situations especially when compared to long-life, high-efficiency lamps. With a number of different Lamp geometries and structures have been tried to meet this need for long-life lamps with high efficiency to meet.

Übliche Lampen, bei denen die sichtbare Strahlung von einem Leuchtstoffüberzug auf dem inneren eines teilweise evakuierten Entladungsrohres erzeugt wird, sind wirksam und haben eine lange Lebensdauer, weisen jedoch nicht die Geometrie auf, die erforderlich ist, um sie in Standardleuchten und -halterungen zu benutzen.Usual lamps in which the visible radiation from one Fluorescent coating produced on the inside of a partially evacuated discharge tube are effective and have a long lifespan, but do not have the geometry required to be found in standard lights and fixtures to use.

Eine andere potentielle Ersatzlampe ist die Lampe mit quellen-Another potential replacement lamp is the lamp with source

freiem elektrischen Feld (im Englischen"solenoidal electric field lamp"genannt), die beim Betrieb ähnlich einer Leuchtstofflampe ist, in der jedoch ein elektronisches Vorschaltgerät einen Ferritkern betreibt, der in einem Bogenentladungsmedium angeordnet ist, um UV-Strahlung zu erzeugen, die auf einen Leuchtstoff trifft, mit dem die Wandung des Lampenrohres überzogen ist, um die gewünschte Strahlung zu produzieren. Die se Lampen sind klein, kompakt und, mit einem geeigneten elektronischen Vorschaltgerät, leicht in der Lage, die konventionellen Glühlampen in den meisten Halterungen zu ersetzen. Es sind jedoch keine Bogenentladungslampen, in denen die primäre Lichtquelle die Bogenentladung ist, vielmehr sind es Leuchtstofflampen, in denen die primäre Lichtquelle die von einem Leuchtstoffmaterial ausgehende Strahlung ist.free electric field (in English called "solenoidal electric field lamp"), which when operated is similar to a fluorescent lamp in which, however, an electronic ballast operates a ferrite core which is in an arc discharge medium is arranged to generate UV radiation that hits a phosphor with which the wall of the lamp tube is coated to produce the desired radiation. These lamps are small, compact and, with a suitable electronic Ballast, easily able to replace the conventional light bulbs in most fixtures. It However, arc discharge lamps are not where the primary The light source is the arc discharge, rather it is fluorescent lamps, in which the primary light source is that of one Outgoing radiation is fluorescent material.

Ein anderer bedeutender Kandidat für eine Lampe, mit der die Glühlampe zu ersetzen ist, ist die von der vorliegenden Anmeldorin entwickelte Halarc-Lampe, wobei Halarc ein Warenzeichen der General Electric Company, Cleveland;Ohio ist. In dieser Halarc-Lampe wird die Lichtabgabe nur von der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung des Bogenentladungsrohres selbst geliefert, daß von einem äußeren Kolben umgeben ist, der das Entladungsrohr schützt und thermisch isoliert. In der Halarc-Lampe ist das abgegebene Farbspektrum ausschließlich eine Funktion der im Entladungsrohr enthaltenen Ingredienzen und der in diesem Entladungsrohr herrschenden Betriebsbedingungen.Another significant candidate for a lamp to replace the incandescent lamp is that of the present applicant developed the Halarc lamp, Halarc being a trademark of General Electric Company, Cleveland; Ohio. In this Halarc lamp the light emission is only from the visible electromagnetic Radiation of the arc tube itself supplied that is surrounded by an outer bulb that the Discharge tube protects and thermally insulates. In the Halarc lamp, the color spectrum emitted is exclusively a function the ingredients contained in the discharge tube and the operating conditions prevailing in this discharge tube.

Und schließlich schließt ein weiterer möglicher Ersatz für die Glühlampe solche Lampen wie die gefaltete bzw. umgelegte bzw. gebogene Entladungslampe ein, für die eine übliche Leuchtstofflampe mit einem langen Entladungspfad gefaltet bzw. umgelegt wird oder man das Entladungsrohr in anderer Weise rekon figuriert.And finally, another possible substitute for the incandescent lamp includes such lamps as the folded one or curved discharge lamp, for which a conventional fluorescent lamp with a long discharge path is folded or is turned over or the discharge tube is reconfigured in another way.

Weiter ist es bekannt, das der Quecksilber/Thalliumjodid-Bogen eine grünliche Farbe von etwa 535 nm zeigt. Eine solche Lampe wäre als Ersatz für eine Glühlampe nicht akzeptabel. Der Queck-It is also known that the mercury / thallium iodide arc exhibits a greenish color of about 535 nm. Such a lamp would not be acceptable as a replacement for an incandescent lamp. The mercury

.s..s.

silber/Thalliumjodid-Bogen ist daher für sich nicht geeignet für Lampen für allgemeine Anwendung.silver / thallium iodide arc is therefore not suitable in itself for lamps for general use.

In einem Artikel von Reiling, der im Band 54, Seite 532 des "Journal of the Optical Society of America"(1964) veröffentlicht ist, wurde berichtet, daß man von einem Quecksilber/Thallium j odid-Bogen einen Wirkungsgrad von bis zu etwa 95 Lumen/Watt erhalten kann. Im wesentlichen die gesamte Lichtabgabe einer solchen Entladung findet bei etwa 535 nm statt, wie durch die Zustandsänderungen im Thalliumatom bestimmt ist.In an article by Reiling, which appears in volume 54, page 532 of the "Journal of the Optical Society of America" (1964), it has been reported that one of a mercury / thallium j odid arc can achieve an efficiency of up to about 95 lumens / watt. Essentially the entire light output of a such discharge takes place at around 535 nm, as determined by the changes in state in the thallium atom.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Strahlungsabgabe des Quecksilber/Thalliumjodid-Bogens bei und 378 nm sowie der anderer UV-Linien der grünlichen Lichtabgabe bei 535 nm gleicht oder sie sogar noch übersteigt. Die vorliegende Erfindung nutzt diese anderen Strahlungsabgaben des Thalliums, um ein oder mehrere Leuchtstoffe, die als überzug auf dem Außenkolben, der das die Thalliumstrahlung liefernde Entladungsrohr umgibt, aufgebracht sind. Eine solche Lampe ist einzigartig, da vergleichbare Mengen der Lichtabgabe ihren Ursprung im Bogen und im Leuchtstoff haben, im Gegensatz zu üblichen Leuchtstofflampen oder bisher verwendeten farbkorrierten Quecksilberdampflampen.The present invention is based on the discovery that the radiation output of the mercury / thallium iodide arc contributes and 378 nm, as well as that of other UV lines, equals or even exceeds the greenish light output at 535 nm. The present Invention uses these other radiation emissions of thallium to produce one or more phosphors that act as a coating are applied to the outer bulb that surrounds the discharge tube that delivers the thallium radiation. One such lamp is Unique because comparable amounts of light output originate in the arc and in the fluorescent material, in contrast to the usual Fluorescent lamps or previously used color-corrected mercury vapor lamps.

Die Lichtquellen mit dem höchsten Wirkungsgrad, die derzeit erhältlich sind, sind die Natriumdampf-Niederdruckentladungslampen, die monochromatische Lichtquellen sind und bei Wirkungsgraden von etwa 175 Lumen/Watt arbeiten. Die Natriumdampf-Hochdruckentladungslampen haben demgegenüber eine relativ schlechte Farbwiedergabe und arbeiten bei einem Wirkungsgrad von etwa 125 Lumen/Watt.The light sources with the highest efficiency currently available are the low-pressure sodium discharge lamps, which are monochromatic light sources and work at efficiencies of around 175 lumens / watt. The high pressure sodium vapor discharge lamps In contrast, they have a relatively poor color rendering and work at an efficiency of around 125 lumens / watt.

Die Metallhalogenid/Quecksilberdampf-Entladungslampen weisen eine gute Farbwiedergabe auf und sie haben Wirkungsgrade von bis zu etwa 110 Lumen/Watt.The metal halide / mercury vapor discharge lamps have a good color rendering and they have efficiencies of up to about 110 lumens / watt.

Trotz der steigenden Kosten für elektrische Energie und derDespite the rising cost of electrical energy and the

. 6·. 6 ·

Entspannung hinsichtlich der Farbanforderungen in Lampen ist eine Lampe mit einer langen Gebrauchsdauer und einem hohen Wirkungsgrad in hohem Maße erwünscht, insbesondere wenn sie eine gute Farbwiedergabe aufweisen.Relaxation with regard to the color requirements in lamps is a lamp with a long service life and a high one Efficiency highly desirable, especially if they have good color rendering.

Tests und Berechnungen zeigen für die erfindungsgemäße Lampe einen Wirkungsgrad von bis zu 135 oder 140 Lumen/Watt mit der Möglichkeit, daß die weitere Optimierung von Temperatur, Mengen und Anteilen der Materialien diesen Wirkungsgrad wahrschein lich bis zu etwa 150 Lumen/Watt steigen läßt. Und obwohl das Entladungsrohr der Lampe nach der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere Metallhalogenide enthält, reagieren diese mit den Komponenten des Entladungsrohres nicht chemisch, so daß eine lange Lebensdauer ein deutlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lampe ist.Tests and calculations show for the lamp according to the invention an efficiency of up to 135 or 140 lumens / watt with the possibility that the further optimization of temperature, quantities and proportions of the materials will likely increase this efficiency up to about 150 lumens / watt. And although that Discharge tube of the lamp according to the present invention contains one or more metal halides, these react with it the components of the discharge tube not chemically, so that a long service life is a clear advantage of the invention Lamp is.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand in der Schaffung von Leuchtstoff/Bogenentladungslampen mit verbesserter Farbwiedergabe und verbessertem Wirkungsgrad, wobei diese Lampen besonders geeignet sein sollten als Ersatz für die üblichen Glühlampen und sie zu diesem Zweck auch eine längere Lebensdauer haben sollten. Schließlich sollte die erfindungsgemäße Lampe eine leicht verfügbare Alternative zwischen dem Wirkungsgrad und der Farbwiedergabe der Lampe ermöglichen. The object on which the present invention is based was to create fluorescent / arc discharge lamps with improved color rendering and improved efficiency, these lamps should be particularly suitable as Replacement for the usual incandescent lamps and for this purpose they should also have a longer lifespan. Finally should the lamp according to the invention allow a readily available alternative between the efficiency and the color rendering of the lamp.

Durch die vorliegende Erfindung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Leuchtstoff/Bogenentladungslampe geschaffen, die ein gasdichtes Entladungsrohr mit an den gegenüberliegenden Enden angeordneten Elektroden umfaßt, wobei das Entladungsrohr durchlässig ist für ultraviolettes und sichtbares Licht. Weiter umfaßt die Lampe einen äußeren Kolben, der das Entladungsrohr umgibt und der für sichtbares Licht durchlässig ist. Dieser Kolben trägt einen LeuchtstoffÜberzug und weist durchgehende Zuleitungen zur Verbindung mit den Elektroden des Entladungsrohres auf. Schließlich enthält das Entladungsrohr ein verdampfbares Entladungsmedium, das eine Mischung aus Quecksilber und einem Thalliumhalogenid umfaßt.According to a preferred embodiment, the present invention creates a fluorescent / arc discharge lamp, which comprises a gas-tight discharge tube with electrodes arranged at opposite ends, the discharge tube is permeable to ultraviolet and visible light. The lamp further includes an outer bulb that Discharge tube surrounds and which is transparent to visible light. This bulb has a fluorescent coating and has continuous supply lines for connection to the electrodes of the discharge tube. Finally contains the discharge tube a vaporizable discharge medium comprising a mixture of mercury and a thallium halide.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Thalliumhalogenid Thalliumjodid. Weiter kann ein erhöhter Lampenwirkungsgrad dadurch erhalten werden, daß man zusätzlich Natriumjodid als Teil des Entladungsmediums verwendet. Und schließlich kann man zur Verbesserung der Farbwiedergabe der vom Entladungsrohr abgegebenen Strahlung dem Entladungsmedium ein Indiumhalogenid, wie Indiumjodid hinzufügen.In a preferred embodiment the is thallium halide Thallium iodide. An increased lamp efficiency can also be achieved can be obtained by additionally using sodium iodide as part of the discharge medium. And finally an indium halide can be added to the discharge medium to improve the color rendering of the radiation emitted by the discharge tube, like adding indium iodide.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail. Show in detail:

Figur 1 einen partiellen Seitenansichtsquerschnitt einer erfindungsgemäßen Lampe undFigure 1 is a partial cross-sectional side view of an inventive Lamp and

Figur 2 einen vergrößerten partiellen Seitenansichtsquerschnitt des Entladungsrohres der Lampe nach Figur 1.FIG. 2 shows an enlarged partial side view cross section of the discharge tube of the lamp according to FIG. 1.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Lampe 10 nach der vorliegenden Erfindung, bei der der Außenkolben 12 und das Entladungsrohr 20 allgemein wie bei der oben beschriebenen Halarc-Lampe ausgebildet sind. Die Lampe nach der vorliegenden Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Größen und Formen ausgebildet werden.Figure 1 shows an embodiment of the lamp 10 according to the present invention Invention in which the outer bulb 12 and the discharge tube 20 are generally as in the case of the Halarc lamp described above are trained. However, the lamp of the present invention can come in a wide variety of sizes and shapes be formed.

Der Außenkolben 12 weist einen auf seiner Innenwand aufgebrachten Leuchtstoffüberzug 14 auf. Weiter ist der Außenkolben 12 vorzugsweise gasdicht ausgebildet und er ist durchlässig für Licht der sichtbaren Wellenlängen. Der Außenkolben 12 kann unter Anwendung der üblichen Glasabdichtungsverfahren mit dem Sockel 17 verbunden werden.The outer bulb 12 has one applied to its inner wall Fluorescent coating 14. The outer bulb 12 is next preferably gas-tight and it is permeable to light of the visible wavelengths. The outer bulb 12 can are connected to the base 17 using conventional glass sealing methods.

Der Außenkolben 12 umgibt das Entladungsrohr 20, das mehr im Detail im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben werden wird. Das Entladungsrohr 20 ist eine Quelle für Strahlung spezifischer Wellenlängen, die allgemein Licht mit Wellenlängen zwischen 350 und 660 nm einschließen. Das Entladungsrohr 20 besteht entweder aus hartem oder aus relativ weichem Glas je nach der Betriebstemperatur der Lampe. Das Entladungsrohr 20 istThe outer bulb 12 surrounds the discharge tube 20, which will be described in more detail in connection with FIG. The discharge tube 20 is a source of specific wavelength radiation, generally light having wavelengths between Include 350 and 660 nm. The discharge tube 20 is made of either hard or relatively soft glass as the case may be the operating temperature of the lamp. The discharge tube 20 is

"•5""• 5"

innerhalb des Außenkolbens 12 durch die steifen Elektrodenzuleitungen 18 und 19 gehalten. Diese Zuleitungen 18 und 19 sind auch mit Zuleitungen 16 elektrisch und mechanisch verbunden, die durch den Sockel 17 hindurch führen.inside the outer bulb 12 through the stiff electrode leads 18 and 19 held. These leads 18 and 19 are also electrically and mechanically connected to leads 16, which lead through the base 17.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lampe schließt der Außenkolben 12 einen relativ dicken Glassockel 17 ein, durch den die Elektrodenzuleitungen 16 verlaufen, wobei dieser Glassockel 17 auch als stabile Plattform zum festen Montieren des Entladungsrohres 20 innerhalb des Außenkolbens 12 dient.In a preferred embodiment of the lamp according to the invention, the outer bulb 12 closes a relatively thick glass base 17 through which the electrode leads 16 run, this glass base 17 also serving as a stable platform is used for fixed mounting of the discharge tube 20 within the outer bulb 12.

Wie üblich bestehen die Elektroden 16 aus einer Metallzusammensetzung oder sie sind mit einer solchen überzogen, an denen das Glas des Sockels 17 besonders gut haftet. Auf diese Weise ist die Gasdichtheit des Außenkolbens 12 sichergestellt.As usual, the electrodes 16 are made of a metal composition or they are coated with one to which the glass of the base 17 adheres particularly well. In this way the gas tightness of the outer bulb 12 is ensured.

Wie ebenfalls bekannt, sind die Elektroden 16 in üblicher Weise mit einem geeigneten elektronischen Vorschaltgerät verbunden, daß die Zünd- und Betriebsspannung für die Lampe liefert. As is also known, the electrodes 16 are conventionally connected to a suitable electronic ballast, that supplies the ignition and operating voltage for the lamp.

In Figur 2 ist mehr im Detail das Entladungsrohr 20 gezeigt, das ebenfalls gasdicht ausgebildet und lichtdurchlässig ist, wobei dieses Entladungsrohr einen kugelförmigen Kolben 22 aufweist, in dessen gegenüberliegende Enden Elektroden 24 eingeschmolzen sind. Dieses Entladungsrohr ist vorzugsweise durchlässig für Strahlung bei Wellenlängen zwischen etwa 350 und 660 nm. Die aktiven Spitzen der Elektroden 24 können Vergrößerungen der Schäfte der Elektroden umfassen oder sie können andere Strukturen aufweisen, wie kurze Spiralwicklungen, die die Schaftenden umgeben, wie dies in Entladungslampen hoher Intensität üblich ist. Um eine gasdichte Abdichtung zu schaffen, ist ein Teil der Zuleitungen 18 und 19 als Metallfolie 21 ausgebildet, die dafür ausgewählt ist, eine gasdichte haftende Bindung sowohl zu dem Metall der Elektrodenzuleitungen als auch den Glas des Entladungsrohres zu bilden. Typi-In Figure 2, the discharge tube 20 is shown in more detail, which is also designed to be gas-tight and translucent, this discharge tube having a spherical bulb 22, in the opposite ends of which electrodes 24 are fused. This discharge tube is preferable transparent to radiation at wavelengths between about 350 and 660 nm. The active tips of the electrodes 24 can Include enlargements of the shafts of the electrodes or they may have other structures such as short spiral windings, which surround the shaft ends, as is customary in high intensity discharge lamps. To make a gas-tight seal too create, part of the leads 18 and 19 is designed as a metal foil 21, which is selected to be gas-tight to form an adhesive bond both to the metal of the electrode leads and to the glass of the discharge tube. Typical

scherweise besteht die Folie 21 aus Molybdän.The foil 21 consists of molybdenum.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das besondere verdampfbare Entladungsmedium innerhalb des Entladungs rohres. Die erfindungsgemäße Lampe enthält ein solches Medium aus Quecksilber und einem Thalliumhalogenid, insbesondere Thalliumjodid. Dieses Medium kann als Pellet 30 aus Thalliumjodid zusammen mit einem Kügelchen 26 aus Quecksilber in das Entladungsrohr 20 eingeführt werden. Die besondere Spektralabgabe dieses Mediums ist dadurch charakterisiert, daß sie -*·, eine starke Spektrallinie bei 535 nm (grünes Licht) umfaßt. Es ist in der vorliegenden Erfindung festgestellt worden, daß dieses Entladungsmedium auch starke Strahlungsabgaben bei 352 und 378 nm plus andere Spektralabgaben im UV umfaßt, die der Spektralabgabe bei 535 nm gleichen oder diese sogar übersteigen. Die erfindungsgemäße Lampe weist daher den Leuchtstoff überzug 14 auf dem Außenkolben 14 auf, um ein dem weißen Licht ähnliches Licht zu erzeugen. Da es keine einzelne Wellen länge des Lichtes gibt, die der Wellenlänge des Lichtes bei 535 nm komplementär ist, um dieses weiße Licht zu erzeugen, sind Leuchtstoffe, die im blauen Bereich bei etwa 450 nm und im roten Bereich bei 610 nm emittieren bevorzugt, wenn eine gute Farbwiedergabe erwünscht ist.An essential aspect of the present invention is the special Vaporizable discharge medium within the discharge tube. The lamp according to the invention contains such a medium of mercury and a thallium halide, in particular Thallium iodide. This medium can be inserted into the as a pellet 30 made of thallium iodide together with a bead 26 made of mercury Discharge tube 20 are introduced. The special spectral output of this medium is characterized by the fact that it - * ·, includes a strong spectral line at 535 nm (green light). It has been found in the present invention that this discharge medium also emits strong radiation 352 and 378 nm plus other spectral outputs in the UV which are equal to or even exceed the spectral output at 535 nm. The lamp according to the invention therefore has the luminescent material coating 14 on the outer bulb 14 in order to give the white To produce light similar to light. Since there is no single wavelength of light that corresponds to the wavelength of light 535 nm is complementary to produce this white light, phosphors that are in the blue region at around 450 nm and emit preferentially in the red range at 610 nm if good color rendering is desired.

Zusätzlich oder alternativ kann eine geringe Menge Indiumjodid in das Entladungsrohr eingebracht werden, um das Entladungsrohr selbst eine blaue Strahlung abgeben zu lassen. Wenn anstelle der Farbwiedergabe der Wirkungsgrad bzw. die Wirksamkeit der Lampe optimiert werden soll, dann ist es bevorzugt, daß der benutzte Leuchtstoff zwischen etwa 560 und 610 nm emittiert und/oder das Natriumjodid im Entladungsmedium des Entladungsrohres vorhanden ist.Additionally or alternatively, a small amount of indium iodide can be used be introduced into the discharge tube in order to make the discharge tube itself emit a blue radiation. if instead of the color rendering the efficiency or the effectiveness of the lamp is to be optimized, then it is preferred that the phosphor used emits between about 560 and 610 nm and / or the sodium iodide in the discharge medium of the discharge tube is present.

Das Entladungsrohr 20 enthält auch eine geringe Menge Quecksilber, wie das Tröpfchen 26 zeigt. Die gewählte Menge reicht im allgemeinen aus, einen Quecksilberdampf-Partialdruck von etwa 0,1 bis 20 Atmosphären bei den Betriebsbedingungen zuThe discharge tube 20 also contains a small amount of mercury, as the droplet 26 shows. The selected amount is generally sufficient, a mercury vapor partial pressure of about 0.1 to 20 atmospheres at the operating conditions

schaffen- Außerdem wird Thalliumhalogenid zu dem Entladungsmedium der erfindungsgemäßen Lampe in einer Menge hinzugegeben, die je nach dem Volumen des Entladungsrohres ausreicht, einen Partialdampfdruck von etwa 1 bis etwa 100 Torr zu schaffen, entsprechend den Betriebstemperaturen des Reservoirs im Bereich von etwa 500 bis etwa 900°C. Die dafür erforderliche Thalliuitthalogenidmenge liegt im Bereich von 0,05 mg bis 2 mg/cm des Entladungsrohrvolumens.create- In addition, thallium halide is added to the discharge medium of the lamp according to the invention in an amount which, depending on the volume of the discharge tube, is sufficient to create a partial vapor pressure of about 1 to about 100 Torr, corresponding to the operating temperatures of the reservoir in the range of about 500 to about 900 ° C. The amount of thallium halide required for this is in the range from 0.05 mg to 2 mg / cm of the discharge tube volume.

Dem Entladungsrohr wird weiter eine geringe Menge an Argon oder eines anderen Edelgases hinzugefügt, um das Zünden der Lampe zu erleichtern. Es können solche Edelgase auch für andere Zwecke in Mengen hinzugefügt werden, die je nach der erwünschten Funktion variieren. So kann Argon wie üblich mit einem Dampf druck von etwa 2 bis etwa 100 Torr vorhanden sein, um das Zünden der Lampe zu verbessern.A small amount of argon or another noble gas is further added to the discharge tube in order to ignite the lamp to facilitate. Such noble gases can also be added for other purposes in amounts as desired Function vary. Thus, argon can be present as usual with a vapor pressure of about 2 to about 100 Torr to ignite to improve the lamp.

Da der Bogen der erfindungsgemäßen Lampe eine Grünstrahlung abgibt, ist es zum Erzielen einer guten Farbwiedergabe erwünscht, Leuchtstoffüberzüge auf den Außenkolben aufzubringen, die blaue Strahlung bei Wellenlängen von etwa 460 niti und rote Strahlung bei Wellenlängen von etwa 610 nm emittieren. Es werden daher Systeme aus zwei Leuchtstoffen bevorzugt, insbesondere in dem Fall, in dem das Entladungsmedium kein Indiumjodid enthält, das eine blaue Strahlung abgibt.Since the arc of the lamp according to the invention emits a green radiation, To achieve good color rendering, it is desirable to apply fluorescent coatings to the outer bulb blue radiation at wavelengths of about 460 niti and red Emit radiation at wavelengths of around 610 nm. Systems composed of two phosphors are therefore preferred, in particular in the case where the discharge medium does not contain indium iodide which emits blue radiation.

Im einzelnen ist Europium-dotiertes Yttriumvanadat (YVO,:Eu), das bei 610 nm emittiert, als Leuchtstoff für die erfindungsgemäße Lampe brauchbar. Dieser Leuchtstoff wird auch für farbkorrigierte Quecksilberlampen benutzt. Sein Anregungsspektrum stellt jedoch keine ideale Anpassung an das vom Thalliumhalogenid ausgesandte UV dar. Aus diesem Grund sind auch andere Eu -aktivierte Leuchtstoffe in der erfindungsgemäßen Lampe brauchbar, wie Diborate, Aluminate, Silikate und Phosphate. Weiter brauchbar sind Dysprosium-aktivierte Leuchtstoffe, die Strahlung im roten und blauen Spektralbereich emittieren.In detail, europium-doped yttrium vanadate (YVO,: Eu), that emits at 610 nm, as a phosphor for the invention Lamp usable. This phosphor is also used for color-corrected mercury lamps. His range of stimuli does not, however, represent an ideal match to the UV emitted by the thallium halide. For this reason there are also others Eu -activated phosphors, such as diborates, aluminates, silicates and phosphates, can be used in the lamp according to the invention. Also useful are dysprosium-activated phosphors that Emit radiation in the red and blue spectral range.

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Es ist jedoch zu bemerken, daß die vom Thallium emittierte UV-Strahlung bei einer beträchtlich längeren Wellenlänge liegt als die Quecksilberresonanzstrahlung bei 254 und 185 ran. Aus diesem Grund ist der Quantenverlust bei der Umwandlung von UV in sichtbare Strahlung unter Verwendung von Leuchtstoffen beträchtlich geringer als im Falle des Quecksilbers, so daß die ungewöhnlich hohen Wirkungsgrade von bis zu 150 Lumen/Watt oder mehr möglich werden.It should be noted, however, that the UV radiation emitted by the thallium is at a considerably longer wavelength than the mercury resonance radiation at 254 and 185. the end for this reason, the quantum loss in converting UV to visible radiation using phosphors is considerable lower than in the case of mercury, so that the unusually high efficiencies of up to 150 lumens / watt or become more possible.

In einem Test der Prinzipien der vorliegenden Erfindung wurde ein verdampfbares Medium aus Quecksilber und Thalliumjodid benutzt. Das Entladungsrohr bei diesem Test zeigte einen Wirkungsgrad von 110 Lumen/Watt im grünen Spektralbereich. Berechnungen haben außerdem gezeigt, daß der Einsatz von Europium-dotiertem Yttriumvanadat als Leuchtstoff zusammen mit dem Entladungsrohr weitere 25 Lumen/Watt erzeugt, als Ergebnis der Umwandlung der UV-Strahlung des Entladungsrohres bei 352 und 378 nm in Leuchtstoffstrahlung von 610 nm. Diese kombinierten Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße Lampe mit der dargestellten Konfiguration einen Wirkungsgrad von 135 Lumen/ Watt aufweist und eine Farbe zeigt, die nur etwas vom weißen Licht abweicht. Es wird daher erwartet, daß die Optimalisierung von Entladungsrohrvolumen, Betriebstemperatur und Zusammensetzung des Entladungsmediums zu einem Wirkungsgrad von etwa 150 Lumen/Watt führt.In a test of the principles of the present invention, a vaporizable medium composed of mercury and thallium iodide was used. The discharge tube in this test showed an efficiency of 110 lumens / watt in the green spectral range. Calculations have also shown that the use of europium-doped yttrium vanadate as a phosphor together with The discharge tube produces an additional 25 lumens / watt as a result of the conversion of UV radiation from the discharge tube at 352 and 378 nm in fluorescent radiation of 610 nm. These combined Results show that the lamp according to the invention with the configuration shown has an efficiency of 135 lumens / Has watts and shows a color that differs only slightly from white light. It is therefore expected that the optimization of discharge tube volume, operating temperature and composition of the discharge medium to an efficiency of about 150 lumens / watt.

Bei anderen Tests der erfindungsgemäßen Konzepte wurde ein Entladungsrohr konstruiert, dessen verdampfbares Entladungsmedium Quecksilber, Thalliumjodid und Natriumjodid umfaßte. Dieses Entladungsrohr hatte einen Wirkungsgrad von 63 Lumen/ Watt als Ergebnis der Thalliumstrahlung bei 535 nm zusammen mit einem Wirkungsgrad von 56 Lumen/Watt für die Natriumstrahlung bei 590 nm. Weitere Strahlungsbestandteile zwischen 390 und 510 nm trugen weitere drei Lumen/Watt bei. Die Gesamtwirkung dieser drei Strahlungsbestandteile führte zu einer Gesamtwirksamkeit von 121 Lumen/Watt, die durch Messung bestätigt wurde. Somit hat diese Ausführungsform der erfindungsgemäßenIn other tests of the inventive concepts, a discharge tube was constructed whose vaporizable discharge medium included mercury, thallium iodide and sodium iodide. This discharge tube had an efficiency of 63 lumens / watt as a result of the thallium radiation at 535 nm combined with an efficiency of 56 lumens / watt for sodium radiation at 590 nm. Other radiation components between 390 and 510 nm contributed another three lumens / watt. The overall effect of these three radiation components resulted in an overall effectiveness of 121 lumens / watt, which was confirmed by measurement. Thus, this embodiment of the invention

■+ w *■ κ„ι α ■ + w * ■ κ „ι α

- vi - - vi -

• Μ-• Μ-

ohne die Berücksichtigung der möglichen Beiträge der UV-Bereiche bereits eine Wirksamkeit von 120 Lumen/Watt.without taking into account the possible contributions of the UV areas already an effectiveness of 120 lumens / watt.

Für die richtige Farbwiedergabe ist es jedoch allgemein erwünscht, ein oder mehrere Leuchtstoffe zu benutzen, die für die UV-Strahlung des Thalliums zwischen 350 und 390 nm empfindlich sind und diese Leuchtstoffe zur Emission einer sichtbaren Strahlung in der Nähe von 610 nm zu veranlassen, so daß eine ausgleichende Rotfärbung erzeugt wird. Berechnungen zeigen, daß unter diesen Bedingungen ein Leuchtstoff weitere 20 Lumen/ Watt beitragen könnte, so daß ein Gesamtwirkungsgrad der Lampe von 140 Lumen/Watt mit guter Farbwiedergabe und der weiteren Möglichkeit^diesen Wirkungsgrad durch Optimalisierung auf 150 Lumen/Watt zu erhöhen, erhalten wird.However, for correct color rendering it is generally desirable to use one or more phosphors which are sensitive to the UV radiation of thallium between 350 and 390 nm are and cause these phosphors to emit visible radiation in the vicinity of 610 nm, so that a compensating red coloring is generated. Calculations show that under these conditions a phosphor can add another 20 lumens / Watt could contribute, so that an overall lamp efficiency of 140 lumens / watt with good color rendering and the rest Possibility ^ this efficiency by optimizing it to 150 Increase lumens / watt is obtained.

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Claims

Expectations

Fluorescent arc discharge lamp with a gas-tight discharge tube that transmits UV and visible light and in its opposite ends Electrodes are arranged, an outer bulb that encloses the discharge tube and which transmits visible light, with at least one UV-sensitive on the bulb Phosphor is arranged and electrical leads run through the bulb that connect to the electrodes of the discharge tube are connected and a vaporizable discharge medium within the discharge tube, comprising a mixture of mercury and a thallium halide.

2. lamp according to claim 1,

characterized

that this

- 2 halide is thallium iodide.

3. lamp according to claim 1,

characterized in that the discharge medium also contains sodium iodide.

4. lamp according to claim 1,

characterized in that the phosphor comprises europium-doped yttrium vanadate.

5. lamp according to claim 1,

characterized in that the phosphor is selected from europium-activated borate, Aluminate, silicate and phosphate.

6. lamp according to claim 1,

characterized in that the phosphor includes a dysprosium activated phosphor.

7. lamp according to claim 1,

characterized in that the discharge medium also includes indium iodide.